三维结构金刚石[1]俗称“金刚钻”。也就是我们常说的钻石,它是一种由纯碳组成的矿物。金刚石是自然界中最坚硬的物质,因此也就具有了许多重要的工业用途,如精细研磨材料、高硬切割工具、各类钻头、拉丝模。金刚石还被作为很多精密仪器的部件。金刚石有各种颜色,从无色到黑色都有。它们可以是透明的,也可以是半透明或不透明。多数金刚石大多带些**。金刚石的折射率非常高,色散性能也很强,这就是金刚石为什么会反射出五彩缤纷闪光的原因。金刚石在X射线照射下会发出蓝绿色荧光。金刚石仅产出于金伯利岩筒中。金伯利岩是金刚石它们的原生地岩石,其他地方的金刚石都是被河流、冰川等搬运过去的。金刚石一般为粒状。如果将金刚石加热到1000℃时, 它会缓慢地变成石墨。1977年山东省临沭县岌山乡常林的一名村民在地里发现了中国最大的金刚石(约鸡蛋黄大小,右图)。世界上最大的工业用金刚石和宝石级金刚石均产于南非,都超过3100克拉(1克拉=200毫克)其中宝石级金刚石的尺寸为10×65×5厘米,名叫“库利南”。上个世纪50年代,美国以石墨为原料,在高温高压下成功制造出人造金刚石[2]。现在人造金刚石已经广泛用于生产和生活中,只是造出大颗粒的金刚石还很困难。
金刚石金刚石化学式为c,晶体形态多呈八面体、菱形十二面体、四面体及它们的聚形,没有杂质时,无色透明,与氧反应时,也会生成二氧化碳,与石墨同属于碳的单质。金刚石晶体的键角为109°28′,是一种具有超硬、耐磨、热敏、传热导、半导体及透远等优异的物理性能,素有“硬度之王”和宝石之王的美称,金刚石的结晶体的角度是54度44分8秒。习惯上人们常将加工过的称为钻石,而未加工过的称为金刚石。在我国,金刚石之名最早见于佛家经书中。钻石是自然界中最硬物质,最佳颜色为无色,但也有特殊色,如蓝色、紫色、金**等。这些颜色的钻石稀有,是钻石中的珍品。印度是历史上最著名的金刚石出产国,现在世界上许多著名的钻石如“光明之山”,“摄政王”,“奥尔洛夫”均出自印度。金刚石的产量十分稀少,通常成品钻是采矿量的十亿分之一,因而价格十分昂贵。经过琢磨后的钻石一般有圆形、长方形、方形、椭圆形、心形、梨形、榄尖形等。世界上最重的钻石是1905年产于南非的“库里南”,重31063克拉,已被分磨成9粒小钻,其中一粒被称为“非洲之星”的库里南1号的钻石重量仍占世界名钻首位。
晶体结构:晶胞为面心立方结构,每个晶胞含有2组8个C原子。
金刚石金刚石常呈黄、褐、蓝、绿和粉红等色,但以无色的为特佳。世界上重量超过620克拉(合124克)的特大宝石级金刚石共发现10粒,其中最大的名库里南(Cullinan),重3106克拉(合62135克),大小5×65×10厘米,1905年发现于南非的普雷米尔岩管。中国常林钻石,重158786克拉,1977年发现于山东临沭县,列为世界名钻。世界金刚石主要产地有澳大利亚、扎伊尔、博茨瓦纳、前苏联、南非、巴西、纳米比亚、加纳、中非、塞拉利昂和中国等。
在摩氏硬度计中它是第十类。
附:我国产出的巨粒和大粒金刚石:
1971年以来的二十年中,在我国陆续发现了几颗50克拉以上和100克拉以上的金刚石,按发现时间的先后排列如下:
[1]1971年9月25日,在江苏省宿迁公路旁发现一颗重52.71克拉的金刚石。
[2]1977年12月21日, 在山东省临沭县常林大队,女社员魏振芳发现1颗重158786克拉的优质巨钻,全透明,色淡黄,可称金刚石的“中国之最”。被命名为“常林钻石”
[3]1981年8月15日,在山东郯城陈埠发现一颗124.27克拉的巨粒金刚石。被命名为“陈埠一号”。
[4]1982年9月,在山东郯城陈埠发现一颗96.94克拉的金刚石。
[5]1983年5月,在山东郯城陈埠发现一颗92.86克拉的金刚石。
[6]1983年11月14日,在山东蒙阴发现一颗119.01克拉的巨粒金刚石,被命名为“蒙山一号”。
金刚石据1987年资料,中国主要金刚石成矿区有:①辽东—吉南成矿区,有中生代和中古生代两期金伯利岩。②鲁西、苏北、皖北成矿区,下古生代可能有多期金伯利岩。③晋、豫、冀成矿区,已在太行山、嵩山、五台山等地发现金伯利岩。④湘、黔、鄂、川成矿区,已在湖南沅水流域发现了4个具工业价值的金刚石砂矿。
湖南金刚石,产于湖南省常德丁家港、桃源、黔阳等地。湖南金刚石以砂矿为主,主要分布在沅水流域,分布零散,品位低,但质量好,宝石级金刚石约占40%。相传在明朝年间,湖南沅江流域就有零星的金刚石发现,大规模的寻矿则始于二十世纪五十年代。沅江整个水域均有金刚石分布,但有开采价值的仅常德丁家港、桃源县车溪冲、溆浦县(黔阳)新庄垅、沅陵县窑头等4处。
湖南金刚石的颜色深浅不一,内外颜色差异明显,呈带状、斑状分布。其褐色系列金刚石,晶体呈黄褐色,内部洁净,表面有大量的褐色斑点,其褐斑的颜色有**、黄褐色、褐色、黑色等,主要分布在金刚石的溶蚀面上,褐色主要由自然界放射性粒子的辐照造成。金刚石总体颗粒小,但质地较好,以单晶为主,约占总产量的98%;晶体比较完整,以八面体、十二面体、六八面体为多;绝大多数晶体浅色透明或呈黄、褐色等;粒重多小于28mg,一般为109~15mg;22%晶体中含包裹体;60%的晶体表面有裂纹,表面溶蚀不重。
历史
直到19世纪中叶,人们还把金刚石视为一种神奇的石头。在已知的全部大约4200种矿物中,金刚石为什么会最坚硬?金刚石是在何地、如何产生出来的?所有这些,当时的人们还都全然不知。
人类同金刚石打交道有悠久的历史。早在公元1世纪,当时罗马的文献中就有了关于金刚石的记载。那时,罗马人还没有把金刚石当作装饰用的宝石,只是利用它们无比的硬度,当作雕琢工具使用。
后来,随着技术的进步,金刚石才被当作宝石用于饰品,而且价格越来越昂贵。到了15世纪,在欧洲的一些城市,如巴黎、伦敦和安特卫普(比利时北部城市)等,已经能够看到一些匠人利用金刚石的粉末来研磨大块金刚石,对金刚石进行加工。
金刚石作为宝石越来越昂贵,然而,对金刚石的科学研究却相对比较迟缓。一个重要原因就是,长期以来始终未能发现储藏有金刚石的“矿山”,已经发现的金刚石全都是在印度和巴西等地的河沙及碎石中靠运气采集到的,数量极少,十分稀罕。特别是高品质的金刚石,极其昂贵,只有王公贵族才享用得起。对如此昂贵的金刚石进行研究,在那样一种情况下,几乎是不可能的。
进入19世纪,情况才有了变化。1866年,住在南非一家农场的一位叫做伊拉兹马斯·雅可比的少年在奥兰治河滩上玩耍,无意中捡到一块重达2125克拉(425克。克拉,宝石的重量单位,1克拉=02克)的金刚石原石。那粒金刚石立即被英国的殖民总督送到巴黎的万国博览会(1867~1868)上展览,并取名为“尤瑞卡”(希腊语,意思是“我找到了”)。
听到在南非发现金刚石的消息,一时间有成千上万的探矿者赶到奥兰治河,形成了一股寻找金刚石的狂潮。其中有一对姓伯纳特的兄弟,不久就非常幸运地在金伯利附近发现了一座金刚石矿。
发现金刚石矿意义十分重大,通过研究矿山的地质结构,便有可能知道在哪些地点有可能形成金刚石。
产地
如前面所介绍的,伯纳特兄弟于1870年发现了金伯利金刚石矿。正是这一发现,使人们知道了在哪种岩石中有可能含有金刚石。
原来,那是一种在远古时代的岩浆冷却以后所形成的火山岩。接着,研究者又发现,在这种火山岩中除了金刚石,还含有被称为石榴石和橄榄石的两种矿物。因此,在那些出产石榴石和橄榄石的地点,找到金刚石矿的可能性就比较大。于是,石榴石和橄榄石就成为寻找金刚石的“指示矿物”。
根据指示矿物来寻找金刚石矿的方法并不是在哪一天突然发现的。上世纪70年代,美国史密森研究所的地球化学家约翰·贾尼在仔细研究了石榴石和金刚石之间的关系后发表了他的研究结果。但是,在那之前,即上世纪50年代,德比尔斯公司的地质人员早就在根据指示矿物在世界各地寻找金刚石矿了。
目前在世界各地都发现了金刚石矿。其中,澳大利亚、刚果、俄罗斯、博茨瓦纳和南非是著名的五大金刚石产地。
美国马萨诸塞大学的地球物理学家史蒂文·哈格蒂博士在1999年研究了世界各地含有金刚石的熔岩的年代,结果发现,这些含有金刚石的熔岩至少是在过去7个不同的时期在各地喷出的岩浆所形成的,其中最古老的熔岩则是在大约10亿年前形成的。在这7个岩浆喷发时期中,以在非洲各地和巴西等地区于12亿年前至8000万年前喷出的岩浆中所含有的金刚石为最多。那时正值恐龙时代极盛期的中生代白垩纪。含有金刚石的熔岩,最晚的,是在2200万年以前喷出的岩浆形成的。至于在那以后形成的熔岩中是否含有金刚石,则还无法肯定。
金刚石的开采
原生金刚石是在地下深外处(130--180Km)高温(900--1300℃)高压(45--60)&215;108Pa下结晶而成的,它们储存在金伯利岩或榴辉岩中,其形成年代相当久远。南非金伯利矿,橄榄岩型钻石约形成于距今33亿年前,这个年龄几乎与地球同岁;而奥大利亚阿盖尔矿、博茨瓦纳奥拉伯矿,榴辉岩型的钻石虽说年轻,也分别已有158亿年和99亿年了。藏于如此大的地下深处达亿万年之久的钻石晶体要重见天日,得有助于火山喷发,熔岩流将含有钻石的岩浆带入至地球近地表处,或长途迁徒淀于河流沙土之中。前者形成的是原生管状矿,情侣戒指,后者形成的则为冲积矿。这些矿体历经艰辛开采后,还需经过多道处理遴选,才可从中获怪毛坯金刚石。毛坯金刚石中仅有20%左右可作首饰用途的钻坯,而大部分只能用于切割、研磨及抛光等工业用途上。有人曾粗略地估算过,要得到1ct重的钻石,起码要开采处理250吨矿石,采获率是相当低的;如果想从成品钻中挑选出美钻,那两者的比率更是十分悬殊的了。
金刚石的性质
把任何两种不同的矿物互相刻划,两者中必定会有一种受到损伤。有一种矿物,能够划伤其他一切矿物,却没有一种矿物能够划伤它,这就是金刚石。
金刚石为什么会有如此大的硬度呢?
直到18世纪后半叶,科学家才搞清楚了构成金刚石的“材料”。如前所述,早在公元1世纪的文献中就有了关于金刚石的记载,然而,在其后的1600多年中,人们始终不知道金刚石的成分是什么。
直到18世纪的70至90年代,才有法国化学家拉瓦锡(1743~1794)等人进行的在氧气中燃烧金刚石的实验,结果发现得到的是二氧化碳气体,即一种由氧和碳结合在一起的物质。这里的碳就来源于金刚石。终于,这些实验证明了组成金刚石的材料是碳。
知道了金刚石的成分是碳,仍然不能解释金刚石为什么有那样大的硬度。例如,制造铅笔芯的材料是石墨,成分也是碳,然而石墨却是一种比人的指甲还要软的矿物。金刚石和石墨这两种矿物为什么会如此不同?
这个问题,是在1913年才由英国的物理学家威廉·布拉格和他的儿子做出回答。布拉格父子用X射线观察金刚石,研究金刚石晶体内原子的排列方式。他们发现,在金刚石晶体内部,每一个碳原子都与周围的4个碳原子紧密结合,形成一种致密的三维结构。这是一种在其他矿物中都未曾见到过的特殊结构。而且,这种致密的结构,使得金刚石的密度为每立方厘米约35克,大约是石墨密度的15倍。正是这种致密的结构,使得金刚石具有最大的硬度。换句话说,金刚石是碳原子被挤压而形成的一种矿物。
金刚石的光学性质
(1) 光学鉴定之亮度(Brilliance)金刚石因为具有极高的反射率,其反射临界角较小,全反射的范围宽,光容易发生全反射,反射光量大,从而产生很高的亮度。
(2) 闪烁(Scintillation)金刚石的闪烁就是闪光,即当金刚石或者光源 、 观察者相对移动时其表面对于白光的反射和闪光。无色透明、结晶良好的八面体或者曲面体聚形钻石,即使不加切磨也可展露良好的闪烁光。
(3) 色散或出火(Dispersion or fire)金刚石多样的晶面象三棱镜一样,能把通过折射 、反射和全反射进入晶体内部的白光分解成白光的组成颜色——红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光。
(4) 光泽(Luster)刚石出类拔萃般坚硬的、平整光亮的晶面或解理面对于白光的反射作用特别强烈,而这种非常特征的反光作用就叫作金刚光泽。
金刚石的原材料
金刚石的原材料是远古时代的浮游生物!?
碳是一种常见的元素。动植物的体内,甚至空气中,都含有大量的碳。我们的身体也不例外,其中也有大量的碳原子。人体内含有大约18%的碳。
然而,碳虽然是地面上常见的元素,在地球内部,数量却十分稀少。通过对太阳光谱和坠落到地球上的陨石所进行的分析,据推测,组成地球的化学元素,最多的是氧,接下来依次是硅、铝和铁。这4种元素占到了地球总质量的87%;若再加上钙、钠和钾3种元素,则总共占到了96%。剩下的4%,才是包括碳在内的其他所有的元素。
此外,组成地球的元素,质量越大的元素越倾向于聚集在地球的中心。碳是比较轻的元素,集中在地表附近,因而在地球深处基本上不会有碳。日本东京大学物性研究所专门研究地球深部结构的八木健彦教授说:“地球自46亿年前诞生以来,内部存在的碳都是极其稀少的,因此,地球内部不会有很多形成金刚石的原材料。”
另一方面,科学家通过同位素分析还知道,在构成金刚石的材料中,至少有一部分是属于有机物遗留下来的碳。这意味着,在几亿到几十亿年前沉积到海底的浮游生物(动物和植物)的遗骸,随着构造板块的运动,它们从沉积层被带到地球的内部,那里就有可能形成金刚石。
八木教授说:“总之,碳在地球内部属于微量元素,数量如此少,金刚石极其稀少也就不足为奇了。”
[编辑本段]鉴别
在社会对珠宝钻石需求增加的情况下,人造钻石和其它冒充钻石不断充扩市场,甚至有些珠宝经营者也分不清楚。下面介绍几种简单鉴别钻石真伪的方法。
1、钻石的单折光性
钻石的单折光性,是由于钻石的本质特性决定的。而其它天然宝石或人造宝石大都是双折光性的。冒充的钻石在10倍放大镜观察下,从正面稍斜的角度看,很容易看出棱角线出现重叠影像,并同时呈现出两个底光。双折射率差别小的如锆石等,也可看出底光重叠的影像。
2、钻石的吸附性
钻石对油脂及污垢有一定的亲和力,即油污很容易被钻石吸附。因此,用手指抚摸钻石会感到胶粘性,手指似乎有粘糊的感觉。这是任何宝石所没有的。这种方法需要加以训练方能掌握其中微妙的区别。
3、一线直落的特征
钻石表面抛光很光滑。用一支钢笔蘸上墨水在钻石上划过,若是真钻石,表面留下的是一条光滑连续的线条,特征是一线直落。仿冒品留下的是一个个小圆点组成的线条。用此法观察应借助放大镜。
4、特有的金刚光泽
大致在100度的白炽灯光下,切磨很好的钻石与仿冒品相互比较,很容易看出哪个具有金刚光泽。此方法不宜在过暗或过强的灯光下是进行。
5、根据金刚石的比重(密度)检测
金刚石的密度为每立方厘米约35克,而其他的“疑是金刚石”的密度一般在每立方厘米约325克,用二碘甲烷液(其密度在335克)浸泡“疑是金刚石”,漂浮的为它物,沉没的就是金刚石了。
[编辑本段]金刚石和石墨区别
石墨和金刚石都属于碳单质,他们的化学性质完全相同,但金刚石和石墨不是同种物质,它们是由相同元素构成的同素异型体 所不同的是物理结构特征。
二者的化学式都是c
石墨原子间构成正六边形是平面结构,呈片状。
金刚石原子间是立体的正四面体结构,呈金字塔形结构。
[编辑本段]高硬度人造金刚石
美国通用电器公司的研究和开发中心合成了单位体积内原子密度超过现有任何固体物抽的人造金刚石,其硬度超过了天然金刚石,堪称世界上最硬的材料。与天然金刚石含有百分之九十九的碳13同位素。据科学家观察,随着碳13同位素密集程度的增加,原子间的距离会略微缩小,促使人造金刚石的硬度超过原子排列略显松散的天然金刚石。在合成人造金刚石的过程中,科学家们首先通过化学蒸发过程将富含碳13同位素的甲烷气体中的碳元素沉淀成金刚石小碎块,然后再使用非常高的压力把这些小碎块分解,并再结晶成重量最高达3克拉的块状金刚石。
人造金刚石
人造金刚石微粉
[编辑本段]其他
用途1:当人服食下金刚石粉末后,金刚石粉末会粘在胃壁上,在长期的摩擦中,会让人得胃溃疡,不及时治疗会死于胃出血,是种难以让人提防的慢性毒剂。在中世纪的欧洲曾广泛流行于王公贵族之间。
用途2:地质钻头和石油钻头金刚石 拉丝模用金刚石 磨料用金刚石 修整器用金刚石
玻璃刀用金刚石 硬度计压头用金刚石 工艺品用金刚石
用途3:涂在 音响纸盆上 音箱音质 会大为改善。
[编辑本段]金刚石的硬度
摩氏硬度10,新摩氏硬度15,显微硬度10000kg/mm2,显微硬度比石英高1000倍,比刚玉高150倍。金刚石硬度具有方向性,八面体晶面硬度大于菱形十二面体晶面硬度,菱形十二面体晶面硬度大于六面体晶面硬度。
依照摩氏硬度标准(Mohs hardness scale)共分10级,钻石(金刚石)为最高级第10级;如小刀其硬度约为55、铜币约为35至4、指甲约为2至3、玻璃硬度为6。
等级1 滑石
等级2 石膏
等级3 方解石
等级4 萤石
等级5 磷灰石
等级6 正长石
等级7 石英
等级8 黄玉
等级9 刚玉
等级10 钻石
金刚石的矿产资源
金刚石
人类对金刚石的认识和开发具有悠久的历史。早在公元前3世纪古印度就发现了金刚石。自公元纪年起至今,钻石一直是国家与王宫贵族、达官显贵的财富、权势、地位的象征。
世界金刚石矿产资源不丰富,1996年世界探明金刚石储量基础仅19亿ct,远不能满足宝石与工业消费的需要。20世纪60年代以来,人工合成金刚石技术兴起,至90年代日臻完善,人造金刚石几乎已完全取代工业用天然金刚石,其用量占世界工业用金刚石消费量的90%以上(在中国已达99%以上)。金刚石主要生产国为澳大利亚、俄罗斯、南非、博茨瓦纳和扎伊尔等。世界钻石的经销主要由迪比尔斯中央销售组织控制。
中国发现金刚石约在200~300年前,在明清朝之际(约17世纪),湖南省农民在河砂中淘到过金刚石。金刚石的地质勘查工作始于20世纪50年代。迄今,在中国发现的重量大于90 ct的著名金刚石有6颗,如重约158 ct的“常林钻石”等。
中国金刚石矿产资源比较贫乏,通过近50年的地质工作,仅在辽宁、山东、湖南和江苏4省探明了储量。截至1996年底,中国保有金刚石储量2 08978万ct,在世界上不占重要地位。在质量上,中国辽宁省所产金刚石质地优良,宝石级金刚石产量约占总产量的70%。20世纪90年代以来,中国年产金刚石约10~15万ct,远不能满足本国消费的需要。国家所需工业用金刚石99%以上依赖国产人造金刚石,1997年中国人造金刚石产量达44亿ct,天然工业用金刚石所占消费比重极为有限。
金刚石矿石有岩浆岩和砂矿两类。已知含金刚石的岩浆岩有金伯利岩、钾镁煌斑岩和橄榄岩3种,其中金伯利岩型和钾镁煌斑岩型具有工业意义。
化 学 发 展 史
( 化工学院 x x x)
摘要:从公元前1500年到公元1650年,炼丹术士和炼金术士们,在皇宫、在教堂、在自己的家里、在深山老林的烟熏火燎中,为求得长生不老的仙丹,为求得荣华富贵的黄金,开始了最早的化学实验。记载、总结炼丹术的书籍,在中国、阿拉伯、埃及、希腊都有不少。这一时期积累了许多物质间的化学变化,为化学的进一步发展准备了丰富的素材。这是化学史上令我们惊叹的雄浑的一幕。后来,炼丹术、炼金术几经盛衰,使人们更多地看到了它荒唐的一面。化学方法转而在医药和冶金方面得到了正当发挥。在欧洲文艺复兴时期,出版了一些有关化学的书籍,第一次有了“化学”这个名词。英语的chemistry起源于alchemy,即炼金术。chemist至今还保留着两个相关的含义:化学家和药剂师。这些可以说是化学脱胎于炼金术和制药业的文化遗迹了。
关键词:燃素化学;量子论;晶体化学
自从有了人类,化学便与人类结下了不解之缘。钻木取火,用火烧煮食物,烧制陶器,冶炼青铜器和铁器,都是化学技术的应用。正是这些应用,极大地促进了当时社会生产力的发展,成为人类进步的标志。今天,化学作为一门基础学科,在科学技术和社会生活的方方面面正起着越来越大的作用。从古至今,伴随着人类社会的进步,化学历史的发展经历了哪些时期呢?
远古的工艺化学时期。这时人类的制陶、冶金、酿酒、染色等工艺,主要是在实践经验的直接启发下经过多少万年摸索而来的,化学知识还没有形成。这是化学的萌芽时期。
一、化学的来由
化学的英文词为Chemistry,法文Chimie,德文Chemie,它们都是从一个古字、即拉丁字chemia,希腊字Xηwa(Chamia),希伯莱字Chaman或Haman,阿拉伯字Chema或Kema,埃及字Chemi演化而来的.它的最早来源难以查考.从现存资料看,最早是在埃及第四世纪的记载里出现的.所以有人认为可以假定是从埃及古字Chemi来的,不过这个名字的意义很晦涩,有埃及、埃及的艺术、宗教的迷惑、隐藏、秘密或黑暗等意义。其所以有这些意义,大概因为埃及在西方是化学记载诞生的地方,也是古代化学极为发达的地方,尤其是在实用化学方面。例如,埃及在十一朝代进已有一种雕刻表示一些工人下在制造玻璃,可见至少在公元前2500年以前,埃及已知道玻璃的制造方法了。再从埃及出土的木乃伊看,可知在公元前一、二千年时已精于使用防腐剂和布帛染色等技术。所以古人用埃及或埃及的艺术来命名“化学”。至于其它几种意义,可能因为古人认为化学是一种神奇和秘密的事业以及带有宗教色彩的缘故。
中国的化学史当然也是毫不逊色的。大约5000-11000年前,我们已会制作陶器,3000多年前的商朝已有高度精美的青铜器,造纸、磁器、火药更是化学史上的伟大发明。在十六、十七世纪时,中国算得上是世界最先进的国家。“化学”二字我国在1856年开始使用。最早出现在英国传教士韦廉臣在1856年出版的《格物探原》一书中。
二、化学的几个发展阶段
远古的工艺化学时期。这时人类的制陶、冶金、酿酒、染色等工艺,主要是在实践经验的直接启发下经过多少万年摸索而来的,化学知识还没有形成。这是化学的萌芽时期。
炼丹术和医药化学时期。从公元前1500年到公元1650年,炼丹术士和炼金术士们,在皇宫、在教堂、在自己的家里、在深山老林的烟熏火燎中,为求得长生不老的仙丹,为求得荣华富贵的黄金,开始了最早的化学实验。记载、总结炼丹术的书籍,在中国、阿拉伯、埃及、希腊都有不少。这一时期积累了许多物质间的化学变化,为化学的进一步发展准备了丰富的素材。这是化学史上令我们惊叹的雄浑的一幕。后来,炼丹术、炼金术几经盛衰,使人们更多地看到了它荒唐的一面。化学方法转而在医药和冶金方面得到了正当发挥。在欧洲文艺复兴时期,出版了一些有关化学的书籍,第一次有了“化学”这个名词。。
燃素化学时期。从1650年到1775年,随着冶金工业和实验室经验的积累,人们总结感性知识,认为可燃物能够燃烧是因为它含有燃素,燃烧的过程是可燃物中燃素放出的过程,可燃物放出燃素后成为灰烬。
定量化学时期,既近代化学时期。1775年前后,拉瓦锡用定量化学实验阐述了燃烧的氧化学说,开创了定量化学时期。这一时期建立了不少化学基本定律,提出了原子学说,发现了元素周期律,发展了有机结构理论。所有这一切都为现代化学的发展奠定了坚实的基础。
科学相互渗透时期,既现代化学时期。二十世纪初,量子论的发展使化学和物理学有了共同的语言,解决了化学上许多悬而未决的问题;另一方面,化学又向生物学和地质学等学科渗透,使蛋白质、酶的结构问题得到逐步的解决。
这里主要讲述近二百多年来的化学史故事。这是化学得到快速发展的时期,是风云变幻英雄辈出的期。让我们一道去体验当年化学家所经历的艰难险阻,在近代化学史峰回路转的曲折历程中不倦跋涉,领略他们拨开重重迷雾建立新理论、发现新元素、提出新方法时的无限风光。
三、化学学科在探索中成长
化学的发展可以说是日新月异,尤其是它的边缘学科或者说是它的分支学科,譬如生物化学、物理化学、晶体化学等等,令人目不暇接。就眼下炒得过热的基因工程、克隆技术以及共轭电场论等,更是令人眼花缭乱。而古往今来,有多少化学家为化学的发展做出了难以估量的贡献。你想了解他们吗?化学名人风采将带您走近他们。
燃素说的影响 。可燃物如炭和硫磺,燃烧以后只剩下很少的一点灰烬;致密的金属煅烧后得到的锻灰较多,但很疏松。这一切给人的印象是,随着火焰的升腾,什么东西被带走了。当冶金工业得到长足发展后,人们希望总结燃烧现象本质的愿望更加强烈了。
1723年,德国哈雷大学的医学与药理学教授施塔尔出版了教科书《化学基础》。他继承并发展了他的老师贝歇尔有关燃烧现象的解释,形成了贯穿整个化学的完整、系统的理论。《化学基础》是燃素说的代表作。
施塔尔认为燃素存在于一切可燃物中,在燃烧过程中释放出来,同时发光发热。燃烧是分解过程:
可燃物==灰烬+燃素
金属==锻灰+燃素
如果将金属锻灰和木炭混合加热,锻灰就吸收木炭中的燃素,重新变为金属,同时木炭失去燃素变为灰烬。木炭、油脂、蜡都是富含燃素的物质,燃烧起来非常猛烈,而且燃烧后只剩下很少的灰烬;石头、草木灰、黄金不能燃烧,是因为它们不含燃素。酒精是燃素与水的结合物,酒精燃烧时失去燃素,便只剩下了水。
空气是带走燃素的必需媒介物。燃素和空气结合,充塞于天地之间。植物从空气中吸收燃素,动物又从植物中获得燃素。所以动植物易燃。
富含燃素的硫磺和白磷燃烧时,燃素逸去,变成了硫酸和磷酸。硫酸与富含燃素的松节油共煮,磷酸(当时指P2O5)与木炭密闭加热,便会重新夺得燃素生成硫磺和白磷。而金属和酸反应时,金属失去燃素生成氢气,氢气极富燃素。铁、锌等金属溶于胆矾(CuSO4·5H2O)溶液置换出铜,是燃素转移到铜中的结果。
燃素说尽管错误,但它把大量的化学事实统一在一个概念之下,解释了冶金过程中的化学反应。燃素说流行的一百多年间,化学家为了解释各种现象,做了大量的实验,积累了丰富的感性材料。特别是燃素说认为化学反应是一种物质转移到另一种物质的过程,化学反应中物质守恒,这些观点奠定了近、现代化学思维的基础。我们现在学习的置换反应,是物质间相互交换成分的过程;氧化还原反应是电子得失的过程;而有机化学中的取代反应是有机物某一结构位置的原子或原子团被其它原子或原子团替换的过程。这些思想方法与燃素说多么相似。
舍勒和普里斯特里发现氧气的制法 :令后人尊敬的瑞典化学家舍勒的职业是药剂师--chemist,他长期在小镇彻平的药房工作,生活贫困。白天,他在药房为病人配制各种药剂。一有时间,他就钻进他的实验室忙碌起来。有一次,后院传来一声爆鸣,店主和顾客还在惊诧之中,舍勒满脸是灰地跑来,兴奋地拉着店主去看他新合成的化合物,忘记了一切。对这样的店员,店主是又爱又气,但从来不想辞退他,因为舍勒是这个城市最好的药剂师。
到了晚上,舍勒可以自由支配时间,他更加专心致志地投入到他的实验研究中。对于当时能见到的化学书籍里的实验,他都重做一遍。他所做的大量艰苦的实验,使他合成了许多新化合物,例如氧气、氯气、焦酒石酸、锰酸盐、高锰酸盐、尿酸、硫化氢、升汞(氯化汞)、钼酸、乳酸、乙醚等等,他研究了不少物质的性质和成分,发现了白钨矿等。至今还在使用的绿色颜料舍勒绿(Scheele’s green),就是舍勒发明的亚砷酸氢铜(CuHAsO3)。如此之多的研究成果在十八世纪是绝无仅有的,但舍勒只发表了其中的一小部分。直到1942年舍勒诞生二百周年的时候,他的全部实验记录、日记和书信才经过整理正式出版,共有八卷之多。其中舍勒与当时不少化学家的通信引人注目。通信中有十分宝贵的想法和实验过程,起到了互相交流和启发的作用。法国化学家拉瓦锡对舍勒十分推崇,使得舍勒在法国的声誉比在瑞典国内还高。
在舍勒与大学教师甘恩的通信中,人们发现,由于舍勒发现了骨灰里有磷,启发甘恩后来证明了骨头里面含有磷。在这之前,人们只知道尿里有磷。
1775年2月4日,33岁的舍勒当选为瑞典科学院院士。这时店主人已经去世,舍勒继承了药店,在他简陋的实验室里继续科学实验。由于经常彻夜工作,加上寒冷和有害气体的侵蚀,舍勒得了哮喘病。他依然不顾危险经常品尝各种物质的味道--他要掌握物质各方面的性质。他品尝氢氰酸的时候,还不知道氢氰酸有剧毒。1786年5月21日,为化学的进步辛劳了一生的舍勒不幸去世,终年只有44岁。舍勒发现氧气的两种制法是在1773年。第一种方法是分别将KNO3、Mg(NO3)2、Ag2CO3、HgCO3、HgO加热分解放出氧气:
2KNO3==2KNO2+O2↑
2Mg(NO3)2 == 2MgO+4NO2↑+O2↑↑
2Ag2CO3==4Ag+2CO2↑+O2↑
2HgCO3==2Hg+2CO2↑+O2↑
2HgO==2Hg+O2↑
第二种方法是将软锰矿(MnO2)与浓硫酸共热产生氧气:
2MnO2+2H2SO4(浓)== 2MnSO4+2H2O+O2↑
舍勒研究了氧气的性质,他发现可燃物在这种气体中燃烧更为剧烈,燃烧后这种气体便消失了,因而他把氧气叫做“火气”。舍勒是燃素说的信奉者,他认为燃烧是空气中的“火气”与可燃物中的燃素结合的过程,火焰是“火气”与燃素相结合形成的化合物。他将他的发现和观点写成《论空气和火的化学》。这篇论文拖延了4年直到1777年才发表。而英国化学家普里斯特里在1774年发现氧气后,很快就发表了论文。
普里斯特里始终坚信燃素说,甚至在拉瓦锡用他们发现的氧气做实验,推翻了燃素说之后依然故我。他将氧气叫做“脱燃素气”。他写到:我把老鼠放在‘脱燃素气’里,发现它们过得非常舒服后,我自己受了好奇心的驱使,又亲自加以实验,我想读者是不会觉得惊异的。我自己实验时,是用玻璃吸管从放满这种气体的大瓶里吸取的。当时我的肺部所得的感觉,和平时吸入普通空气一样;但自从吸过这种气体以后,经过好长时间,身心一直觉得十分轻快舒畅。有谁能说这种气体将来不会变成通用品呢?不过现在只有两只老鼠和我,才有享受呼吸这种气体的权利罢了。”普里斯特里一生的大部分时间是在英国的利兹作牧师,业余爱好化学。1773年他结识了著名的美国科学家兼政治家富兰克林,他们后来成了经常书信往来的好朋友。普里斯特里受到好朋友多方的启发和鼓励。他在化学、电学、自然哲学、神学四个方面都有很多著述。
1774年普里斯特里到欧洲大陆参观旅行。在巴黎,他与拉瓦锡交换了好多化学方面的看法。正直的普里斯特里同情法国大革命,曾在英国公开做了几次演讲。英国一批反对法国大革命的人烧毁了他的住宅和实验室。普里斯特里于1794年他六十一岁的时候不得已移居美国,在宾夕法尼亚大学任化学教授。美国化学会认为他是美国最早研究化学的学者之一。他住过的房子现在已建成纪念馆,以他的名字命名的普里斯特里奖章已成为美国化学界的最高荣誉。
拉瓦锡和他的天平: 燃素说的推翻者,法国化学家拉瓦锡原来是学法律的。1763年,他20岁的时候就取得了法律学士学位,并且获得律师开业证书。他的父亲是一位律师,家里很富有。所以拉瓦锡不急于当律师,而是对植物学发生了兴趣。经常上山采集标本使他对气象学也产生了兴趣。后来,拉瓦锡在他的老师,地质学家葛太德的建议下,师从巴黎有名的鲁伊勒教授学习化学。拉瓦锡的第一篇化学论文是关于石膏成分的研究。他用硫酸和石灰合成了石膏。当他加热石膏时放出了水蒸气。拉瓦锡用天平仔细测定了不同温度下石膏失去水蒸气的质量。从此,他的老师鲁伊勒就开始使用“结晶水”这个名词了。这次成功使拉瓦锡开始经常使用天平,并总结出了质量守恒定律。质量守恒定律成为他的信念,成为他进行定量实验、思维和计算的基础。例如他曾经应用这一思想,把糖转变为酒精的发酵过程表示为下面的等式:
葡萄糖 == 碳酸(CO2)+ 酒精
这正是现代化学方程式的雏形。用等号而不用箭头表示变化过程,表明了他守恒的思想。拉瓦锡为了进一步阐明这种表达方式的深刻含义,又具体地写到:“我可以设想,把参加发酵的物质和发酵后的生成物列成一个代数式。再逐个假定方程式中的某一项是未知数,然后分别通过实验,逐个算出它们的值。这样以来,就可以用计算来检验我们的实验,再用实验来验证我们的计算。我经常卓有成效地用这种方法修正实验的初步结果,使我能通过正确的途径重新进行实验,直到获得成功。”早在拉瓦锡出生之时,多才多艺的俄罗斯科学家罗蒙诺索夫就提出了质量守恒定律,他当时称之为“物质不灭定律”,其中含有更多的哲学意蕴。但由于“物质不灭定律”缺乏丰富的实验根据,特别是当时俄罗斯的科学还很落后,西欧对沙俄的科学成果不重视,“物质不灭定律”没有得到广泛的传播。
1772年秋天,拉瓦锡照习惯称量了一定质量的白磷使之燃烧,冷却后又称量了燃烧产物P2O5的质量,发现质量增加了!他又燃烧硫磺,同样发现燃烧产物的质量大于硫磺的质量。他想这一定是什么气体被白磷和硫磺吸收了。他于是又做了更细致的实验:将白磷放在水银面上,扣上一个钟罩,钟罩里留有一部分空气。加热水银到40℃时白磷就迅速燃烧,之后水银面上升。拉瓦锡描述道:“这表明部分空气被消耗,剩下的空气不能使白磷燃烧,并可使燃烧着的蜡烛熄灭;1盎司的白磷大约可得到27盎司的白色粉末(P2O5,应该是23盎司)。增加的重量和所消耗的1/5容积的空气重量接近相同。”燃素说认为燃烧是分解过程,燃烧产物应该比可燃物质量轻。而拉瓦锡实验的结果却是截然相反。他把实验结果写成论文交给法国科学院。从此他做了很多实验来证明燃素说的错误。在1773年2月,他在实验记录本上写到:“我所做的实验使物理和化学发生了根本的变化。”他将“新化学”命名为“反燃素化学”。
1774年,拉瓦锡做了焙烧锡和铅的实验。他将称量后的金属分别放入大小不等的曲颈瓶中,密封后再称量金属和瓶的质量,然后充分加热。冷却后再次称量金属和瓶的质量,发现没有变化。打开瓶口,有空气进入,这一次质量增加了,显然增加量是进入的空气的质量(设为A)。他再次打开瓶口取出金属锻灰(在容积小的瓶中还有剩余的金属)称量,发现增加的质量正和进入瓶中的空气的质量相同(即也为A)。这表明锻灰是金属与空气的化合物。
拉瓦锡进一步想,如果设法从金属锻灰中直接分离出空气来,就更能说明问题。他曾经试图分解铁锻灰(即铁锈),但实验没有成功。
拉瓦锡制得氧气之后: 到了这年的10月,普里斯特里访问巴黎。在欢迎宴会上他谈到“从红色沉淀(HgO)和铅丹(Pb3O4)可得到‘脱燃素气’”。对于正在无奈中的拉瓦锡来说,这条信息是很直接的启发。11月,拉瓦锡加热红色的汞灰制得了氧气。在舍勒的启发下,拉瓦锡甚至制造了火车头大小的加热装置,其中心是聚光镜。平台下面是六个大轮子,以便跟着太阳随时转动。1775年,拉瓦锡的实验中心已从分解金属锻灰转移到了对氧气的研究。他发现燃烧时增加的质量恰好是氧气减少的质量。以前认为可燃物燃烧时吸收了一部分空气,其实是吸收了氧气,与氧气化合,即氧化。这就是推翻了燃素说的燃烧的氧化理论。与此同时,拉瓦锡还用动物实验,研究了呼吸作用,认为“是氧气在动物体内与碳化合,生成二氧化碳的同时放出热来。这和在实验室中燃烧有机物的情况完全一样。”这就解答了体温的来源问题。空气中既然含有1/4的氧气(数据来自原文),就应该含有其余的气体,拉瓦锡将它称为“碳气”。研究了空气的组成后,拉瓦锡总结道:“大气中不是全部空气都是可以呼吸的;金属焙烧时,与金属化合的那部分空气是合乎卫生的,最适宜呼吸的;剩下的部分是一种‘碳气’,不能维持动物的呼吸,也不能助燃。”他把燃烧与呼吸统一了起来,也结束了空气是一种纯净物质的错误见解。1777年,拉瓦锡明确地讥讽和批判了燃素说:“化学家从燃素说只能得出模糊的要素,它十分不确定,因此可以用来任意地解释各种事物。有时这一要素是有重量的,有时又没有重量;有时它是自由之火,有时又说它与土素相化合成火;有时说它能通过容器壁的微孔,有时又说它不能透过;它能同时用来解释碱性和非碱性、透明性和非透明性、有颜色和无色。它真是只变色虫,每时每刻都在改变它的面貌。” 这年的9月5日,拉瓦锡向法国科学院提交了划时代的《燃烧概论》,系统地阐述了燃烧的氧化学说,将燃素说倒立的化学正立过来。这本书后来被翻译成多国语言,逐渐扫清了燃素说的影响。化学自此切断了与古代炼丹术的联系,揭掉了神秘和臆测的面纱,代之以科学的实验和定量的研究。化学进入了定量化学(即近代化学)时期。所以我们说拉瓦锡是近代化学的奠基者。舍勒和普里斯特里先于拉瓦锡发现氧气,但由于他们思维不够广阔,更多地只是关心具体物质的性质,没有能冲破燃素说的束缚。与真理擦肩而过是很遗憾的。
拉瓦锡对化学的另一大贡献是否定了古希腊哲学家的四元素说和三要素说,辨证地阐述了建立在科学实验基础上的化学元素的概念:“如果元素表示构成物质的最简单组分,那么目前我们可能难以判断什么是元素;如果相反,我们把元素与目前化学分析最后达到的极限概念联系起来,那么,我们现在用任何方法都不能再加以分解的一切物质,对我们来说,就算是元素了。”在1789年出版的历时四年写就的《化学概要》里,拉瓦锡列出了第一张元素一览表,元素被分为四大类:
简单物质,普遍存在于动物、植物、矿物界,可以看作是物质元素:光、热、氧、氮、氢。简单的非金属物质,其氧化物为酸:硫、磷、碳、盐酸素、氟酸素、硼酸素。简单的金属物质,被氧化后生成可以中和酸的盐基:锑、银、铋、钴、铜、锡、铁、锰、汞、钼、镍、金、铂、铅、钨、锌。简单物质,能成盐的土质:石灰、镁土、钡土、铝土、硅土。拉瓦锡对燃素说和其它陈腐观点的讥讽和批判是无情和激烈的。这使他在创建科学勋绩的同时得罪了一大批同时代和老一辈的科学家。在《影响世界历史的一百位人物》中,在许多有关历史、科学史、化学史的书籍中,作者都对拉瓦锡总是突出自己的人格特点进行低调的描述和评价,指责他在《化学概要》里没有提起舍勒和普里斯特里对他的启示和帮助。但我们得看到,拉瓦锡确实具有非凡的科学洞察力和勇往直前的无畏精神。虽然不是他最先发现氧气的制法,但他通过制取氧气分析了空气的组成,建立了燃烧的氧化学说。氧气因此不同于其它气体,被赋予非凡的科学意义。拉瓦锡十分勤奋,每天六点起床,从六点到八点进行实验研究,八点到下午七点从事火药局长或法国科学院院士的工作,七点到晚上十点,又专心从事他的科学研究。星期天不休息,专门进行一整天的实验工作。拉瓦锡28岁结婚时,他的妻子只有14岁。他们一生没有孩子,但生活非常愉快。她帮助拉瓦锡实验,经常陪伴在他身边。在拉瓦锡的著作里,有很多插图都是他的妻子画的。1789年法国大革命爆发,三年后拉瓦锡被解除了火药局长的职务。1793年11月,国民议会下令逮捕旧王朝的包税官。拉瓦锡由于曾经担任过包税官而自首入狱。极左派马拉曾与拉瓦锡有过激烈的科学争论,心存嫉恨,便诬陷拉瓦锡与法国的敌人有来往,犯有叛国罪,于1794年5月8日把他送上了断头台。对此,当时科学界的很多人感到非常惋惜。著名的法籍意大利数学家拉格朗日痛心地说:“他们可以一瞬间把他的头割下,而他那样的头脑一百年也许长不出一个来。”这时,拉瓦锡正当壮年,是51岁。
四、化学学科的发展前沿
中国运动医学杂志000124 基因工程也叫遗传工程(Genetic Engineering),是20世纪70年代在分子生物学发展的基础上形成的新学科。基因工程就是在分子水平上,用人工方法提取(或合成)不同生物的遗传物质,在体外切割、拼接和重新组成,然后通过载体把重组的DNA分子引入受体细胞,使外源DNA在受体细胞中进行复制与表达。按人们的需要产生不同的产物或定向地创造生物的新性状,并使之稳定地遗传给下代[1]。基因工程技术主要包括分离基因、纯化基因和扩增基因的技术,其核心是分子克隆技术。它能帮助人们从各种复杂的生物体中分离出单一的基因,并把它纯化,再把它大量扩增,用于研究。
20多年来,基因工程技术得到了迅速地发展,特别是限制性内切酶、DNA序列分析及DNA重组技术等三大技术的发现和应用,不仅把分子生物学提高到了基因水平,而且也把生物学与医学中的其他学科引上基因研究的道路,并取得了许多揭示生命秘密和生命过程的重大成就
任何以“二战”空战为主题的综合性书籍,无论是德国人写的,还是英美出版的,如果省略或不介绍马赛这颗“非洲之星”,必然是不完整或有缺陷的。这是马赛在空战史上的独特地位,他牺牲时只有23岁。本文将聚焦于1942年9月取得辉煌胜利的北非天空统治者汉斯-约阿希姆马赛。
1942年8月23日,马赛退回JG-27第1旅,其基地位于夸泰夸塔菲亚,距离阿拉曼前线仅50公里。中队的同志们对他的归来非常激动。马赛不仅在战斗中成功的带领了他们,也让他们在辉煌的光环下倍感骄傲。同时,他还照顾他们的生活,花费时间和精力传授经验和战术。地面上的马赛没有英雄般的矜持风度,一如既往地无视官兵界限。他在空战中尽力保护战友,从不退缩、率先垂范的作风早就赢得了大家的尊敬。
1942年8月30日,隆美尔不顾援军、燃料和弹药的巨大缺口,向英军阿拉曼防线发起了进攻。隆美尔的装甲部队经过战斗终于实现了局部突破,但他始终心存疑虑。在不了解对手、几乎无法应对的情况下,他于9月2日上午下达了“撤回所有首发位置”的命令。在短短几天的战斗中,非洲装甲集团军司令部频繁遭到轰炸,轰炸机日夜不停地投弹。“空气几乎令人窒息冰雹等致命的岩石碎片增加了爆炸和子弹药的威力燃烧着的金属碎片落在总司令的战壕里。”这种情况迫使隆美尔比以往任何时候都更需要空中支援,尤其是赶走那些讨厌的英国轰炸机。如果说隆美尔撤到原地标志着英军取得了决定性的胜利,那么对于德军来说,这场败仗的唯一亮点就是空军。确切地说,是马赛一个人的胜利:8月31日投下3架敌机,9月1日创下单日投下17架的纪录。2号击落5架战机,他回国后一个月内接连击落57架敌机!今年9月,马赛从最年长的候补军官晋升为最年轻的上尉,并获得了第四枚钻石骑士勋章。诚然,他个人的胜利不足以扭转非洲的局势,但隆美尔仍然握着他的手说:“马赛队长,我很欣赏你所做的一切。没有你,有些事情是不可能的。”
9月1日早晨,当马赛飞上天空时,没有任何迹象表明这一天会有什么不同。毕竟,万里将是一个晴朗炎热的日子。JG-27的第1旅出动15架战斗机为斯图卡轰炸机编队护航,而JG-27的第3旅和JG-53的第3旅各出动10架BF-109,负责在高空保护马赛的战斗机。7点50分,马赛和他的僚机“施琅”准时在预定地点与轰炸机编队会合,然后一起向东飞去。在接近轰炸目标时,马赛带队爬升到3500米的高度。这时,他发现远处2000多米高处的10多个小点正在快速向西移动。报告敌情后,马赛继续向东飞,直到斯图卡轰炸机开始投弹。就在这时,马赛掉头以四机编队俯冲而下,飞至敌舰队下方约300米处。此刻是8点26分,当马赛爬到最后一架“飓风”战斗机的盲点时,他开火了。就像一只大手伸过来,英国战斗机把它从快速运动中拉了回来,突然它的左翼翻了个身,像石头一样几乎垂直落下。两分钟后,马赛又撞上了第二场飓风的油箱。为了躲避敌机的残骸,他和施琅分别左右转弯,然后迅速爬升。在躲闪过程中,马赛失去了目标。此时,扔出炸弹的斯图卡准备返回。他们沿着100米左右的超低空飞行,高空中的其他德军战机也整队俯冲下来,保护轰炸机不得返航。这时,一股低空飞行的飓风试图偷袭轰炸机编队。8时35分,当英军飞机以为偷袭即将成功时,后方的“黄雀”马赛一个急转弯,向洋洋得意的“螳螂”发射了致命一弹。由于高度较低,敌机迅速坠地,巨大的火球彻底吞噬了战机和飞行员。其他德军战机保护斯图卡返航,掉队的马赛和施琅发现6架喷火战机从高空俯冲下来。马赛把机头微微向左拉,耐心地观察着敌机。他发现领头的“喷火”已经脱离了编队,它的速度快到可以开火,甚至可以看到阴沉的炮口。马赛和施琅分别向左和向右转向,结果敌机在他们的机翼下飞快地呼啸而过。知道自己的时间到了,马赛需要大转弯重新找到进攻位置,他会在这个看似很长但很短的间隔里杀敌:他把战机向右拉,加大油门,几秒钟就飞到最后面的敌机后面80米左右。没有瞄准,直接射击。第四名受害者像断了线的风筝一样倒下,时间定格在8点39分。
9点14分,马赛返回基地。当地勤人员祝贺他时,他没有表现出多少喜悦。毕竟,他一次摔下四架飞机是不寻常的。当地勤人员忙着检查发动机和电路系统时,一名装卸工发现马赛只用了18发炮弹和240发子弹,但大家都习惯了中队长的“节俭”。马蒂亚斯也趁机在“黄14”的舵上画上了最新的4胜标志。10点20分,马赛再次率队出发,为轰炸阿拉姆哈勒法山脊英军防线的斯图卡编队护航。就在到达山脊之前,他发现了对手的两个轰炸机编队和两个护航战斗机编队。粗略地说,至少有80架敌机在山脊地区折磨隆美尔的地面部队。此时,8架P-40“柯蒂斯”战斗机脱离轰炸机群,开始爬升,准备攻击马赛的四机编队。他不会给对手这个机会。当英国飞机从他下面经过时,马赛等人占据了英国飞机尾部的有利位置。与此同时,JG-27第1中队的战斗机也出现在马赛后方,负责拦截其他前来干扰他“戏剧”的P-40。这些会被干掉的P-40看到对手已经领先了,于是开始形成松散的防守环形阵。
马赛通知大家准备进攻,只见他爬上天空,先观察了一下,然后高速俯冲进入环形阵列。10点55分,马赛在一个急转弯中从0米的距离打出了第一个P-40。随着这位战士的倒下,环形阵出现了缺口。半分钟后,又有一架P-40以同样的方式被击落,环阵随即四散。就连一分钟内损失两架战机似乎也摧毁了英军指挥官的信心,于是剩下的战机分成三对,向西北方向飞去。马赛不会让对手轻易溜走,也不会允许他们折返寻找更好的进攻位置。两分钟内,他追出一架敌机一百米远,然后轻轻按下枪钮。10点58分,第三架P-40抖动着栽向地面。其余的战斗机掉头向东飞去。一分钟后,当他们从3500米的高空坠落,向地中海方向逃去的时候,发现自己的伙伴又少了一个!剩下的四名飞行员吓坏了,但噩梦并没有结束。11点01分,第五架P-40被马赛发射的炮弹直接轰炸。10点,他发现一架P-40,一个“懦夫”,已经咬了一架Bf-109,冲在前面击落了他的对手——正是他的朋友弗兰济斯克非常感激地确认了马赛的第6次摔倒。
马赛然后用无线电通知所有人爬上天空。他还发现下面有一些英国战机在匆忙向东飞,而对手显然没有意识到头顶上有德国人。马像箭一样冲了下来,在敌机编队右后方不远处发起了攻击。由于敌机密集,他看似随意的一枪,竟然击中了其中一架战机的机身,导致其爆炸断裂。施琅也对一架P-40发动了攻击,但敌机似乎没有受到致命损伤。就在飞行员暗自庆幸的时候,马塞尔做了一个漂亮的半滚倒飞动作,一下子咬住了敌机的尾翼。这架P-40成为马赛当天第12名遇难者——此时是11点05分。尽管有战友的密切配合和保护,还有谁能在10分钟内单枪匹马解决几乎一个中队?还有谁能有这么高的效率,这么惊人的准确性?令人难以置信的是,马赛中队的所有战斗机都毫发无损地回来了!
北非下午更热,清晨的微风将地面烤焦。落地后,马赛接受了纽曼等战友的祝贺,然后对拿着油漆桶站在一旁傻笑的马蒂亚斯说:“八!朋友,我想喝点东西。”喝完酒抽完烟,马赛拖着疲惫的身体回到帐篷,纽曼命令他休息,不让他在一个小时后参加下一次护航任务。同样,疲劳的弗兰济斯克也没有参加接下来的任务。他想去马赛当面感谢他的救命之恩,却发现马提亚斯在帐篷外,不允许任何人打扰他熟睡的朋友。但马蒂亚斯只注意看门,没想到附近的意大利士兵“借”走了马赛的车。这些同样崇拜马赛的士兵还在车门上画了几个大字“OTTO”。
下午5点刚过,JG-27第一和第二营的21架战斗机再次起飞,护送第一教学联队的Ju-88轰炸机大队去轰炸Elmayid。这是JG-27当天的第四次护航,8月底9月初哈勒法岭战役的激烈程度也可见一斑。当Ju-88编队冲向目标时,大约15架英国战斗机试图攻击这些轰炸机,马赛将中队带入敌群,将对手洗得七零八落。然后空战变成了马赛的独舞。在1500米至100米的高度,他在6分钟内击落了5架“飓风”战斗机。
迄今为止,一天击落17架战斗机是世界纪录。纵观整个空战史,仅东线的德国飞行员兰格在1943年11月3日就击落了18架苏联战机。然而,马赛的17次陷落是德国人与西方盟军作战时的最高记录。在战后的岁月里,一些军事历史学家和评论家,特别是英国皇家空军的北非幸存者,仍然觉得马赛的17次坠机事件不可思议,尤其是他在极短的时间间隔内迅速杀死多架战斗机的方式。战后初期,英国人甚至拒绝承认他们在9月1日损失了任何一架战斗机,但后人的研究表明,在那天马赛的战斗区域,英国损失的战斗机数量超过了20架。英国人仍然认为,一个德国飞行员不可能这么快就摧毁这么多英国战机,使其性能和技术水平不亚于对手。马赛“当然虚报或夸大了记录”。早在1964年,美国空军的一名上校专程去西马赛仔细检查了所有的战斗记录,包括9月1日的结果。根据他们看到的准确而详细的报道,他们指出马赛的结果经得起任何怀疑。军事历史学家韦尔在2003年的著作中指出,尽管战后的研究未能确认当天的17次坠机事件,但至少纠正了马塞洛战役中小鹰号战斗机有一半实际上是飓风。“虽然马赛的受害者可能有两个,也可能多达四个,没有完全报销,但在阿拉曼以东三次进攻中取得大量胜利的九月一日,无疑是他职业生涯中最成功的一次。美国飞行员罗伯特泰特少校同意维尔的观点。他在2008年出版的书中,反驳了英国飞行员战后对马赛战绩的质疑。“事实上,马赛9月1日坠毁的一架或多架飞机实际上返回了基地,这是可能的,尽管它们都被击中并受了伤。这可以解释为什么德国方面声称摧毁了一架飞机,而盟军记录的是一架战斗机受损。如果非要批评马赛短小精悍的射门战术的缺点,那就是被他击中的一些战机没有完全爆炸,坠向天空无论如何,马赛的17次胜利和德军声称的坠毁总数与当天沙漠空军在埃及上空完全损失或部分受损的战斗机总数是一致的。”
当天,马赛接到了隆美尔的祝贺电话,元帅也代表装甲集团军感谢了他的努力。凯塞林还在晚上打电话祝贺他最成功的一天。纽曼上尉迅速向上级递交了授予马赛钻石骑士最高功勋奖章的申请报告。
9月2日,马赛击落5架敌机,个人战绩升至126胜。3日上午,在护送斯图卡轰炸机时,马赛和斯塔尔施密特各击落3架敌机。当时的空战场面惊心动魄,正如斯塔尔施密特在家信中写道:“今天,我经历了最艰难的战斗,但也是我对与战友的友谊最美好的体验。起初,我们早上面对40架飓风和柯蒂斯,然后又有20架喷火出现在高空。然而,我们只有八架战斗机穿梭在超出想象的敌机中间虽然敌机占了压倒性优势,但我们没有一个人退缩,我们都像疯子一样战斗。我用尽了我所有的精力。战斗结束时,我累得口吐白沫,筋疲力尽。敌机一次次咬我们的尾巴,我被迫俯冲了三四次,但每次都拉起然后进入敌群。有一段时间,我似乎已经无路可逃了——我已经把战机飞行到极限,但还是有一架‘喷火’战机死死抱住它。最后时刻马赛把它打下来,敌机离我只有50米。我潜下去,又拉了上来。几秒钟后,我看到一架“喷火”碰到了马赛的后背。我瞄准了敌机——我从未如此仔细地瞄准过——敌机燃烧着坠落了。最后阶段,只有我和马赛还在和对手角力。我们每人击落了三架敌机。当我们爬出驾驶舱时,我们都筋疲力尽了。马赛的座机有很多弹孔,我也被11颗子弹打中。我们拥抱在一起,但是谁也说不出话来。这真是一次难忘的经历。”
马赛拖着疲惫的身体,继续忘我的战斗,依然在上演着每一场沙漠上空的战斗都击落多架敌机的戏码。从9月5日到7日的三天里,又有10架敌机成为他的牺牲品。9月15日,马赛在阿拉曼西南上空高效率击落7架敌机,总战绩升至151胜。两周前的8月29日,东线JG-77联队的高洛布成为第一个突破150胜的飞行员,JG-52的格拉夫也在9月5日东线突破150胜。不管对手是苏联还是英美联军,马赛无疑是顶级超级王牌之一。战友们对他佩服得五体投地,当然也想方设法学习或模仿他的战术。虽然马赛从不保留战友,总是热情地传授他的经验和战术,但他独特的飞行技术是他创新战术取得巨大成功的基础。虽然许多飞行员试图模仿他,但由于战斗机的控制,时空感,射击技巧等方面的巨大差距,没有多少人能够取得类似的成功。JG-27第二中队的前飞行员k在战后回忆说:“每个人都知道自己不如马赛,没有人能做他的动作。我Stahlschmidt和Leder都试过了。他是艺术家,马赛也是艺术家。”1994年7月,70多岁的西德空军退役准将K向来访的美国少校泰特追忆马赛时,说他用手势对比了他们和马赛的巨大差距:“他高高在上,我们所有人都在它下面的某个地方。”不过,似乎至少有两位飞行员利用马赛的战术取得了不错的成绩,其中一位是施勒尔,他曾写道,“毫无疑问,我真正的教练是马赛。我花了很长时间研究他进攻英国防守圈的战术,做了不成功的尝试。终于,我学会了英国人的防守环形战术一度非常有效,但马赛随后破解了它虽然每个人都尝试了他的战术,有时也能成功敲开防守圈,但没有人能完全复制马赛的做法。”马赛所有人都需要仰视的根本原因,可能就像他的战友克拉德总结的那样:“马赛和它的战士已经融为一体,没有人能像他一样控制自己的战士。”
市场上普通的4克拉钻石的参考价格在30万到100万之间。如果是一些品质十分高端、品牌影响力大的4克拉钻石,其价格可能达到数百万甚至上千万。总之,4克拉钻戒的价格十分昂贵。
除了钻石本身的价格外,还要根据设计和款式决定4克拉钻戒多少钱,比较经典的款式会很贵,如果是一些另类的设计就会更贵,新品设计费也是比较高。
扩展资料:
4克拉钻戒应该算得上比较重量级的钻戒了,虽然说4克拉的钻戒大且好看,不过要是真的佩戴过大的钻戒就不太合适,正常佩戴也就是1克拉的。
购买产品的时候,除了关注款式造型,还要关注其价格。不同的产品,价格会随着市场的变化,而呈现一定的差异,钻戒的价格变化也是非常大的。
准确来说,影响钻石价格的因素主要是钻石的4C值,即颜色、净度、切工和克拉。4克拉钻戒的克拉数已经确定,切工作为唯一受人工影响的因素,在大克拉钻石中切工必须在EX以上才能称得上质量优质。
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